[发明专利]一种车联网中的隐私保护系统及方法

说明书

本发明请求保护一种车联网中的隐私保护系统及方法。该方法的实现需要以下模块：加密区发现模块、更名间隔计算模块、假名更换实施模块。该技术方案实施步骤如下：首先定义路网中的用户兴趣点，根据当前路网情况，结合数据挖掘知识，通过机器学习聚类器对路网中的兴趣点进行聚类分析发现兴趣点密集的地方，并将该区域作为车辆更名的加密区；采集车主的位置隐私保护需求和车辆的驾驶目标位置并将其参数化，通过统计函数计算出一个满足用户需求的更名间隔，将该间隔作为判断是否给车辆更换假名的条件；最后，在加密区中为满足更名条件的车辆实施假名更换，以实现该车辆的位置隐私保护。本发明减小了攻击者成功窃取车主隐私的概率。

技术领域

本发明属于计算机安全领域，涉及车联网环境下的位置隐私保护技术，尤其是一种车联网中的隐私保护系统及方法。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，特别是随着4G与5G技术的普及与应用，现今的移动通信和IT技术将逐步应用于汽车产业。车联网作为当今汽车电子的发展主流，正逐渐得到研究者的重视，被视为建设智慧城市的重要环节。然而，随着车辆连入互联网，隐私泄露、非法访问控制等问题也会随之诞生，用户隐私安全问题尤为显著。车联网环境中，根据专用短距离通信规范(Dedicated Short Range Communications,DSRC)的规定，车辆每隔300ms就要向周围的车辆(Vehicles)和路侧设备(Roadside Units,RSU)广播一次安全消息，该消息中包括车辆可验证的身份、车辆当前位置、当前车速等信息。路网中的车辆可以根据该信息对路况进行预判，避免碰撞、刮擦等交通事故的发生。然而，该安全信息也可能被非法入侵的攻击者获取。这样一来，攻击者就能获得路网中所有车辆的驾驶状态，并从该信息中分析出车主的行为习惯、驾驶目标等重要的隐私。甚至会有不法分子利用安全消息来实施绑架、盗窃等罪行。因此，保护车辆位置隐私，避免攻击者对车辆进行持续监听，对车主自身安全以及车联网的推广有着重要的意义。

当前，应用在车联网环境下的位置隐私保护方法有多种，主要包括基于k-匿名方法、基于混合区模型方法、基于ε-差分隐私的方法等。在多种位置隐私保护技术中，k-匿名的隐私保护效果主要与k值大小相关，k值越大，效果越好，但占用服务器的资源也越多。基于混合区模型的方法可以基本实现车辆位置隐私的保护，但限制车辆在期间的通信，且频繁更换车辆假名。基于ε-差分隐私的方法通过添加噪声来实现保护隐私的目的，然而其对敏感数据的处理结果对于单个用户是不敏感的。为了弥补上述现存车联网环境下的位置隐私保护方法存在的不足，进一步提高隐私保护过程中的效率和保密程度，提出了一种车联网中的隐私保护系统及方法。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种为车主提供个性化的隐私保护、减小了攻击者成功窃取车主隐私的概率的车联网中的隐私保护系统及方法。本发明的技术方案如下：

一种车联网中的隐私保护系统，其包括：加密区发现模块、更名间隔计算模块及更名实施模块，其中所述加密区发现模块：用于对路网进行划分之后，提取车联网中的社交网络用户兴趣点，并将其在路网中进行标注，对用户兴趣点进行数据预处理，根据当前路网情况，结合数据挖掘知识，通过机器学习聚类器对路网中的兴趣点进行聚类，将兴趣点密集的地区作为给用户更名的加密区；

更名间隔计算模块，包括时间计算模块和更名条件判断模块，时间计算模块用于获取车主的隐私保护需求与车辆的驾驶目的地的参数化，并将采集到的数据进行标准化，计算对应车辆的更名间隔，将计算得到的更名间隔发送给更名条件判断模块，所述更名条件判断模块判断申请更名的车辆是否符合更名条件，若需要更名则将车辆引入加密区，进行相应的更名措施；否则继续等候，直到达到更名条件；

更名实施模块在车辆加密区中实现，根据车辆更名间隔判断其是否需要更换假名，当车辆满足更名条件时，为该车辆更换假名，从而为车辆实现动态的假名更换，提供个性化的隐私保护服务。